Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC s637XCZLtYMhB6mrMf6mxdS S0066-782X2016004200216 S0066-782X2016005022102 10.5935/abc.20160117 Original Articles Effects of Air Pollutant Exposure on Acute Myocardial Infarction, According to Gender Tuan Tássia Soldi 1 Venâncio Taís Siqueira 1 Nascimento Luiz Fernando Costa 1 2 Universidade de Taubaté Departamento de Medicina Taubaté SP Brazil Departamento de Medicina - Universidade de Taubaté,Taubaté, SP - Brazil Universidade de Taubaté Universidade Estadual Paulista Departamento de Energia Guaratinguetá SP Brazil Departamento de Energia - Universidade Estadual Paulista - Campus de Guaratinguetá,Guaratinguetá, SP - Brazil Universidade Estadual Paulista Mailing Address: Luiz Fernando Costa Nascimento, Universidade Estadual Paulista - Campus de Guaratinguetá. Av Ariberto Pereira da Cunha, 333. Postal Code 12516-410, Guaratinguetá, SP - Brazil. E-mail: luiz.nascimento@pq.cnpq.br

Author contributions

Conception and design of the research, Acquisition of data, Analysis and interpretation of the data, Writing of the manuscript and Critical revision of the manuscript for intellectual content: Tuan TS, Venâncio TS, Nascimento LFC; Statistical analysis: Nascimento LFC.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 11 08 2016 9 2016 107 3 216 222 23 11 2015 27 04 2016 03 05 2016 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

There is evidence of the effects of air pollution on hospital admissions due to cardiovascular diseases, including myocardial infarction.

 Objective:

To estimate the association between exposure to air pollutants and hospital admissions due to myocardial infarction according to gender, between January 1st 2012 and December 31st 2013, in São Jose dos Campos-SP.

 Methods:

An ecological time series study was carried out with daily data of admissions due to AMI, pollutants CO, O3, PM10, SO2, and NO2, according to gender. We used the Poisson regression generalized linear model to estimate the relative risks of hospital admissions with lags of 0-5 days, adjusted for temperature, humidity, seasonality and days of the week.

 Results:

There were 1837 admissions for ischemic heart diseases, with 636 women and 1201 men. For females, the risks were significant for CO in lag 0 (RR = 1,09), lag1 (RR = 1,08) and lag 5 (RR = 1,10) and SO2 in lag 0 (RR = 1,10) and 3 (RR = 1,09). For men there was significance of the CO in, lag 3 and lag 5 (RR = 1,05). There was significance, regardless of gender, for CO at lag 1 (RR = 1,05) and lag 5 (RR = 1,07) and lag 0 for SO2 (RR = 1,06).

 Conclusion:

The data presented show the important role of CO and SO2 in the genesis of myocardial infarction admissions, and responses to pollutant exposure are different if analyzed by gender and together - hence the importance of a stratified analyses.

 Keywords: Myocardial Infarction Environmental Pollutants Gender Identity Sulfur Dioxide Carbon Monoxide São Paulo Research Foundation 2014/11656-7 Introduction

Great evidence indicating that air pollution in our environment is enough to cause health damages, and the need to define regulatory process regarding air quality standards make it pivotal to better outline this association, identifying special population groups, specific pathologies, and environmental levels that lead to the exposure-disease process and death. Accordingly, information from systematic investigations with locally generated data are of great importance to subsidise planning and assessment of health care programs focused on this issue.1

Cardiovascular diseases are still the main cause of death in Brazil, accounting for almost 32% of all deaths. Moreover, it is the third leading cause of hospital admissions in the country. Among them, acute myocardial infarction is still one of the primary causes of morbidity and mortality. The study of acute myocardial infarction (AMI) is essential due to its high prevalence, morbidity and mortality. Epidemiological studies show general mortality rates of around 30%, with half of deaths occurring in the first two hours of the event, and 14% of patients dying before receiving medical treatment.2

In Brazil, in 2014, 95,000 hospital admissions for acute myocardial infarction were recorded; in the state of São Paulo, there were 27,000 (http://tabnet.datasus.gov.br/cgi/tabcgi.exe?sim/cnv/obt10uf.def).3

Studies from metropolitan areas and mid-sized cities have shown an association between admissions for AMI and exposure to air pollutants, with particulate matter (PM10), ozone (O3), sulphur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), and carbon monoxide (CO) as the ones most highly associated to admissions for AMI.1,4-16

Carbon monoxide, which is still understudied, is released into the atmosphere by natural sources (volcanic activity, electrical discharges and natural gas emissions) and as a product of incomplete combustion of fossil fuels, heating systems, thermal coal plants, biomass and tobacco burning. Its significance lies in its affinity for hemoglobin, which is 240 greater than oxygen's.

Further epidemiological evidence that has been growing in different studies is the categorization by gender. Several studies show more pronounced effects in women than in men, but literature is still inconsistent in regards to that. Just as the outcome of hospital admission, there's also evidence of higher mortality in women in percutaneous coronary interventions.5

Several studies in areas such as The USA, Canada, and Europe show gender differences, varying according to age, in mortality from AMI and a higher risk of death in younger women compared to their male counterparts, and also different effects of risks in hospital admission due to respiratory diseases.6-17

The aim of this study is to estimate the association between exposure to air pollutants and hospital admissions for AMI (in individuals over 50 years of age), categorized by gender, between January 1st 2012 and December 31st 2013, in the city of São José dos Campos - SP.

 Methods

Ecological time series study with data relative to hospital admissions for AMI (ICD-10 from J20.0 to J24.0) in individuals of both genders, over 50 years of age, residents of São José dos Campos, SP. The study period was between January 1st, 2012 and December 31st, 2013. Admission data were obtained from the DATASUS portal.3 All actions carried out during the period of admission must be notified to the Brazilian Unified Health System (Sistema Único de Saúde - SUS) via a Hospital Admission Authorization (AIH), which is registered and filed, and payment to service providers for the procedures are made by SUS. Among the variables obtained in this portal, the ones used were relative to patients' gender, age (in years) and main diagnosis.

Place of Study

São José dos Campos is a Brazilian municipality in the interior of the state of São Paulo, in the mesoregion of Vale do Paraíba Paulista, 84 km east of the capital of the state. It houses 650,000 people, and has a 130,000 vehicle fleet per day, of which only the minority are heavy (buses and trucks). It is an important economic center with companies in the fields of technology, education and research centers. Its geographical location is 23°11' S, 45°53'W.

Studied pollutants were PM10, SO2, O3, NO2 (µg/m3) and CO (ppb), and values of PM10, SO2, NO2 and CO were quantified by daily averages, and values for O3 were from a maximum of 8 hours. Such values were quantified by the Environmental Company of the State of São Paulo (CETESB),18 which relies on a measuring station in São José dos Campos, as well as information on minimum, mean, and maximum temperatures, relative air humidity, seasonality, and days of the week. From those data, minimum temperature and relative air humidity were used.

Hospital admission is a counting, discreet event for which the Poisson Regression is indicated to estimate the relative risks of exposure in the outcome - hospital admission. A data bank was built with daily admission data, for each pollutant and climatic variable. Lags of 0-5 days were considered because the effects of exposure to pollutants may be evidenced not only on the same day, but also days after exposure. Thus, a Poisson regression generalized linear model (GLM) was selected. Models with an isolated pollutant and with four pollutants simultaneously were built, adjusted by the minimum temperature, relative air humidity, seasonality, and days of the week. The analyses were carried out considering females, males, and both genders to identify possible differences in the relative risks for hospital admission for infarction, according to these strata. Pearson correlation values were obtained among the independent variables and presented in a table.

For the analysis, we used the software Stata V10. Coefficients provided by the Poisson Regression were transformed into relative risks (RR) with respective confidence intervals of 95%. In the case of significant association between exposure to a certain pollutant and hospital admission, we considered increases (AUM-RR) of 300 ppb for CO, and 2µg/m3 for SO2 expressed in percentage points, according to the expression AUM-RR (%) = (exp(coef * AUM) -1)*100, in which coef is the numeric value of the coefficient provided by the Poisson Regression and AUM are the above values considered for CO and SO2. The variables were presented with the value of their means and respective standard deviations in a table.

Counsel from the Ethics Committee was waived since this is an ecological study and the data is publically available on the net, and also because of the impossibility to identify the subject of the analysis. The significance level adopted was of alpha = 5%.

 Results

A total of 1837 individuals were admitted for ischemic heart diseases, of which 636 (34.6%) were women, and 1201 (65.4%) were men. The mean concentration of the pollutants (µg/m3), standard deviation, minimum and maximum are depicted in table 1.

Descriptive analysis of study variables: Mean, standard deviation (sd), minimum and maximum values (Min – Max). São José dos Campos-BR, 2012-2013
Variables Mean (sd) Min – Max
Admissions 2.5 (1.8) 0.0 -- 9.0
PM10 (µg/m3) 22.6 (10.5) 6.0 -- 81.0
O3 (µg/m3) 74.1 (34.4) 1.0 -- 213.0
CO (ppb) 883 (459) 200 -- 3400
SO2 (µg/m3) 2.7 (2.3) 0.0 -- 29.0
NO2 (µg/m3) 48.2 (17.7) 11.0 -- 112.0
Humidity % 57.4 (16.4) 24.0 -- 99.0
Minimum temperature ºC 15.6 (3.5) 4.4 -- 21.9

Table 2 presents the correlation matrix between the study variables (environmental pollutants, climatic variables, and number of admissions) for both genders. Strong correlations between pollutants were observed, except for O3 and CO.

Pearson correlation matrix between atmospheric variables for both genders. São José dos Campos, São Paulo, 2012/2013
Min. Temp.# RH PM10 SO2 CO O3 NO2
Min. Temp 1
RH 0.143** 1
PM10 -0.308** -0.329** 1
SO2 -0.058 -0.084* 0.167** 1
CO -0.288** 0.001 0.360** 0.099* 1
O3 0.197** -0.480** 0.149** 0.220** 0.037 1
NO2 -0.410** -0.169** 0.517** 0.128** 0.358** 0.171** 1

Min. Temp: minimum temperature; RH: relative air humidity.

p-value r < 0.05

p-value r < 0.01.

Exposure to pollutants, considering the increase in their concentrations of 300 ppb, was associated to CO in both genders in lags 1 (RR = 1.05) and 5 (RR = 1.07); in women in lags 0 (RR = 1.09), 1 (RR = 1.08), and 5 (RR = 1.10); and in men in lags 3 (RR = 1.06) and 5 (RR = 1.05). For SO2, the effects were observed in both genders in lag 0 (RR = 1.06); in women in lags 0 (RR = 1.10) and 3 (RR = 1.09); and no exposures with statistical significance were identified in men.

From the values obtained from the generalized linear model and its standard deviations, the confidence interval for the relative risk of admission for acute myocardial infarction was calculated.

With an increase of 300 ppb for CO, relative risks and respective confidence intervals (CI 95%) are in Figure 1 for both genders, leading to an increase of 10 percentage points for women, and up to 7 points when both genders are analysed. In the case of SO2, as shown in Figure 2, the increase of 2,0 µg/m3 implied an increase of up to 5 percentage points for both genders, up to 100 pp for women, and non-significant for men.

Relative risk for CO exposure according to lag 0 to lag 5 for males (M), females (F), and both genders (B). São José dos Campos. 2012-2013.

Relative risk for SO<sub>2</sub> exposure according to lag 0 to lag 5 for males (M), females (F), and both genders (B). São José dos Campos. 2012-2013.

Discussion

This study, to the best of our knowledge, is the first to analyse stratified exposure by gender - it identified the importance of exposure to CO and SO2 in the genesis of hospital admissions for ischemic heart diseases, in individuals over 50 years old, in the city of São José dos Campos, separating the individuals by gender. For CO, the effects were evident 1 and 5 days after exposure when both genders were analysed; stratifying admissions, they occurred on the same day, 1, and 5 days after exposure for women, and 3 and 5 days after exposure for men. In relation to SO2, effects were evident in lag 0 for both genders, lag 0 and 3 for women, and with no statistical difference for men.

Considering this is a multipollutant model, other pollutants were analysed, but no association was found for them.

The categorization by gender has been approached in several studies, showing epidemiological significance, but there are still no studies with a biological explanation.

According to Clougherty17, several studies suggest that the response to air pollutant exposure differs for men and women, or for boys and girls. The explanation, however, is still unclear, while modifications are observed as a result of biological differences linked to gender (e.g., hormones and body size) or gender differences in activity patterns, coexposure, or exposure quantification accuracy. Numerous modifications consist of the modification of these two factors (exposure pattern and biological response).

An association between exposure to SO2 and cardiovascular diseases, especially deaths by stroke, was shown in São José dos Campos, associated to ozone pollutants and particulate matter, in individuals over 50 years of age. SO2 concentrations were 4 µg/m3.7 In a study in São Paulo, exposure to SO2 was associated to admissions for circulatory and ischemic heart diseases,1 as the effects were similar to the CO exposure, but with greater intensity. Sunyer et al. have also shown the association of SO2 exposure and cardiovascular diseases in seven European cities. Concentrations of the pollutant were between 5 and 21 µg/m3, and increases of 10 µg/m3, in these concentrations, implicated in significant increases between 0.7% and 1.2% in the number of hospital admissions for cardiovascular diseases, especially ischemic heart diseases.8 Atkinson et al.9 showed the significant effect of SO2 exposure in isolation and adjusted by gender, age, smoking habit, BMI, and comorbidities such as diabetes and arterial hypertension in hospital admissions for acute myocardial infarction, stroke, arrhythmias and heart failure.

SO2 exposure was also significant in admissions for CVD with or without diabetes.10 Our study also showed that increases of 2 µg/m3 in SO2 concentrations, adjusted by concentration of other pollutants, implicate in a significant increase in risk for women (RR = 1.10), which contributed to high risk rates in the absence of stratification by gender. That is, when assessed for both genders (RR = 1.06) because the effects of exposure were not significant for men.

In this study, CO exposure, in São José dos Campos, was also significant for admissions for AMI. Such findings are in accordance with those found by Gouveia et al.,1 when concentrations were 3240 ppb, reaching a maximum of 12600 ppb, values far above the ones observed in São José dos Campos, which had a mean of 883 ppb, and a maximum of 3400 ppb. Risks observed in São Paulo, according to an increase of 1000 ppb in CO concentrations were RR = 1.016, and the most significant discrepancy was a moving average of 2 days. CO exposure was significant to emergency services for cardiovascular diseases with or without diabetes. This association was more evident on the same day as exposure (lag 0) in non-diabetic individuals.10

In a study done in Chicago, CO effect on admissions for heart failure was dependent on temperature, with the magnitude of the effect increasing as the temperature dropped.11 Carbon monoxide concentration recorded on the day of admissions showed, among the pollutants, the strongest and most consistent association with hospital admission rates, simultaneously adjusting to temperature, dew point, and other air pollutants, for a change of 1000 ppb to 3000 ppb, interquartile interval, and relative risk of RR = 1.065 (CI 95% = 1.028-1.104).12

A study developed in China analysed a sample of patients with acute myocardial infarction in several Chinese hospitals in 2001, 2006, and 2011, and showed that in-hospital mortality rate was higher among women than men (17.2% vs 9.1%; p < 0.01; OR 2.07; 95% IC 1.85-2.33). Odds ratio not adjusted for mortality in women, in comparison to men, was of 2.20 (95% CI 1.59-3.04); 2.21 (95% CI 1.74-2.79); 1.37 (95% CI 1.15-1.65); and 1.25 (CI 95% 0.97-1.63) for the ages <60; 60-69; 70-79 and ≥ 80 years, respectively. After adjusting to the characteristic of patients, hospital and year of study, OR for mortality, comparing men and women, was 1.69 (95% CI 1.01-2.83); 1.64 (95% CI 1.24-2.19); 1.15 (CI 95% 0.90-1.46); and 0.82 (95% CI 0.60-1.11) for the ages <60; 60-69; 70-79; and ≥ 80 years, respectively. Gender-age interaction for mortality was statistically significant (p = 0.009), even after adjustment for a wide range of confounders, and did not vary over time or in rural/urban areas.6

The associations between SO2 and CO and admissions for AMI are in keeping with the findings of Koken et al.13 associating SO2 to an increase in hospital admissions for cardiac arrhythmias, and CO significantly associated to admissions for congestive heart failure. Additionally, they found more hospital admissions for cardiovascular diseases in men than in women.

A study done in São Paulo found greater effects of air pollution on congestive heart failure in men, and on cardiovascular and ischemic heart diseases in women. This reinforces the need for additional studies focusing on the modification of air pollution effects on health by gender.14 Kan et al.15 showed that effects of air pollutant exposure, SO2 amongst them, were more evident in women. An increased risk of death by stroke was found in older women after PM10 exposure.15,16

On the other hand, Cakmak et al.19 did not find a significant association between cardiac disease and air pollution that was influenced by gender. In another study, according to a gender stratified analysis, no statistically significant difference was found between pollutants and mortality from cardiovascular diseases (CVD) in women, and among men, only NO2 was significantly associated to mortality from CVD.20 Zeka et al.21 identified a smaller effect of exposure to PM10 in mortality from cardiovascular diseases in women over 60 than in men in the same age group. A possible explanation for that would be hormonal. In post-menopausal women (over 60), with PM10 exposure, mortality risk from cardiac diseases was five times higher than in pre-menopausal women. However, men in the same age groups, presented a risk two times higher in the over 60 group.22 A study developed in Shanghai about the role of air pollutants in daily mortality showed that SO2 and NO2 exposure effects in mortality were slightly higher in women than in men. The mean concentration of SO2 was 45 µg/m3 and of NO2, 67 µg/m3; carbon monoxide was not included in this study.15

Chen et al.23 found risk of death from coronary disease (CD), stemming from PM10 and PM2.5 exposure, that was significantly higher in women than in men, in the analysis of a single pollutant as well as in the multipollutant analysis. SO2 exposure was not associated to death from CD. A reason for such finding would be that PM10 and PM2.5 deposition is more localized and more intense in women than in men - the smaller number of red cells in women might make them more sensitive to the toxic effects of air pollutants.23

In a study with over 65,000 post-menopausal women, exposure to fine particulates was associated to the incidence of cardiovascular disease and death.

Limitations

This study may have limitations, among which are the own limitations of ecological studies. It is not possible to point out the causality between exposure and outcomes other than to point out associations between exposure and outcomes. It is not possible to identify if the admitted individual was exposed and if the exposed individual was admitted. There may error in diagnoses recorded on Datasus, leading to sub-notations and over-notations in cases of infarction. However, Datasus is an official, reliable and widely used source in the areas of air pollutant exposure effects and illness. We also did not include hospital admissions through health plans or health insurance. It is worth noting that Datasus does not contemplate information on factors or comorbidities associated to ischemic heart diseases such as smoking, overweightness and obesity, hypercholesterolaemia, and previous diseases of the circulatory system. Concentrations were considered homogenous in the entire city, and it was assumed that exposures happened homogeneously and that people had free movement around the city.

Despite these limitations, other than pointing out the risks of air pollutant exposure in the genesis of admissions for myocardial infarction in a mid-sized city, the importance of the study lies in the fact that there are differences in the responses to pollutant exposure according to gender, and that analyses involving air pollutant exposure and circulatory diseases stratified by gender must be adopted.

 Conclusions

This study revealed that the global impact assessment of air pollution on health, through time series studies, is important to strengthen the implementation of environmental health surveillance by the health sector. The results show the direct estimate of population illness due to a variation of atmospheric pollutant concentrations. It is suggested that preventive and educational measures, through the media, keep the population informed about environmental pollution conditions, as well as the optimal places for leisure and sports.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

 Acknowledgements

Tássia Soldi Tuan would like to thank São Paulo Research Foundation (FAPESP) for the granted scholarship (process 2014/11656-7).

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Cakmak S Dales RE Judek S Do gender, education, and income modify the effect of air pollution gases on cardiac disease? J Occup Environ Med 2006 48 1 89 94 20 Liu Y, Chen X, Huang S, Tian L, Lu Y, Mei Y, et al. Association between Air Pollutants and Cardiovascular Disease Mortality in Wuhan, China Int. J Environ Res Public Health. 2015;12(4):3506-16. Liu Y Chen X Huang S Tian L Lu Y Mei Y Association between Air Pollutants and Cardiovascular Disease Mortality in Wuhan, China Int J Environ Res Public Health 2015 12 4 3506 3516 21 Zeka A, Zanobetti A, Schwartz J. Individual-level modifiers of the effets of particulate matter on daily mortality. Am J Epidemiol. 2006;163(9):849-59. Zeka A Zanobetti A Schwartz J Individual-level modifiers of the effets of particulate matter on daily mortality Am J Epidemiol 2006 163 9 849 859 22 Miller KA, Siscovick DS, Sheppard L, Shepherd K, Sullivan JH, Anderson GL, et al. Long-term exposure to air pollution and incidence of cardiovascular events in women. N Engl J Med. 2007;356(5) :447-58. Miller KA Siscovick DS Sheppard L Shepherd K Sullivan JH Anderson GL Long-term exposure to air pollution and incidence of cardiovascular events in women N Engl J Med 2007 356 5 447 458 23 Chen LH, Knutsen SF, Shavlik D, Beeson WL, Petersen F, Ghamsary M, et al. The association between fatal coronary heart disease and ambient particulate air pollution: are females at greater risk? Environ Health Perspect. 2005;113(12):1723-9. Erratum in: Environ Health Perspect. 2006;114(1):A21. Chen LH Knutsen SF Shavlik D Beeson WL Petersen F Ghamsary M The association between fatal coronary heart disease and ambient particulate air pollution: are females at greater risk? Environ Health Perspect 2005 113 12 1723 1729 Erratum in Environ Health Perspect. 2006;114(1):A21. Efeitos da Exposição a Poluentes do Ar no Infarto Agudo do Miocárdio, Segundo Gêneros Tuan Tássia Soldi 1 Venâncio Taís Siqueira 1 Nascimento Luiz Fernando Costa 1 2 Departamento de Medicina - Universidade de Taubaté,Taubaté, SP - Brasil Departamento de Energia - Universidade Estadual Paulista - Campus de Guaratinguetá,Guaratinguetá, SP - Brasil Correspondência: Luiz Fernando Costa Nascimento, Universidade Estadual Paulista - Campus de Guaratinguetá. Av Ariberto Pereira da Cunha, 333. CEP 12516-410, Guaratinguetá, SP - Brasil. E-mail: luiz.nascimento@pq.cnpq.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa, Obtenção de dados, Análise e interpretação dos dados, Redação do manuscrito e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Tuan TS, Venâncio TS, Nascimento LFC; Análise estatística: Nascimento LFC

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

Existem evidências sobre os efeitos da poluição do ar nas internações por doenças cardiovasculares, entre elas o infarto do miocárdio.

 Objetivo:

Estimar a associação entre exposição a poluentes do ar e internações por infarto segundo gêneros, entre 01 de Janeiro de 2012 e 31 de Dezembro de 2013, em São José dos Campos - SP.

 Métodos:

Estudo ecológico de série temporal com dados diários de internações por IAM dos poluentes CO, O3, PM10, SO2, NO2, segundo gêneros. Utilizou-se modelo linear generalizado da Regressão de Poisson para estimar os riscos relativos para internações com defasagens de 0 a 5 dias, ajustados por temperatura, umidade, sazonalidade e dias da semana.

 Resultados:

Foram 1837 internações por doenças isquêmicas do coração, sendo 636 mulheres e 1201 homens. Para o gênero feminino, os riscos foram significativos para o CO nos lag 0 (RR = 1,09), lag1 (RR = 1,08) e lag 5 (RR = 1,10) e para o SO2 no lag 0 (RR = 1,10) e 3 (RR = 1,09). Para o gênero masculino houve significância para o CO no lag 3 e lag 5 (RR = 1,05). Sem distinção de gênero houve significância para o CO no lag 1 (RR = 1,05) e lag 5 (RR = 1,07) e no lag 0 para o SO2 (RR = 1,06).

 Conclusão:

Os dados apresentados mostram o importante papel do CO e do SO2 na gênese das internações por infarto e que as respostas à exposição aos poluentes são diferentes se analisadas por sexo e em conjunto, daí a importância de se estratificarem as análises.

 Palavras-chave: Infarto do Miocárdio Poluentes Ambientais Identidade de Gênero Dióxido de Enxofre Monóxido de Carbono Introdução

As inúmeras evidências que indicam que a poluição do ar em nosso meio é suficiente para causar danos à saúde e a demanda pela definição de processos reguladores referentes aos padrões de qualidade do ar tornam imprescindíveis o melhor detalhamento dessa associação, com a identificação de grupos populacionais especiais, patologias específicas e níveis ambientais nos quais o processo exposição-adoecimento ou morte acontecem. Dessa forma, informações provenientes de investigações sistemáticas com dados gerados localmente são de grande importância para subsidiar o planejamento e avaliação de programas de saúde voltados a essa questão.1

As doenças cardiovasculares (DCV) continuam sendo a primeira causa de morte no Brasil, responsáveis por quase 32% de todos os óbitos. Além disso, são a terceira maior causa de internações no país. Entre elas, o infarto agudo do miocárdio (IAM) ainda é uma das maiores causas de morbidade e mortalidade. O estudo do IAM é fundamental pela alta prevalência, mortalidade e morbidade da doença. Estudos epidemiológicos revelam taxas de mortalidade geral ao redor de 30%, sendo que metade dos óbitos ocorre nas primeiras duas horas do evento e 14% morrem antes de receber atendimento médico.2

No Brasil, em 2014, foram registradas cerca de 95 mil internações por IAM no país; no Estado de São Paulo, 27 mil. (http://tabnet.datasus.gov.br/cgi/tabcgi.exe?sim/cnv/obt10uf.def).3

Estudos realizados em grandes centros e cidades de médio porte têm mostrado a associação entre as internações por IAM e a exposição a poluentes atmosféricos, sendo o material particulado (PM10), o ozônio (O3), o dióxido de enxofre (SO2), o dióxido de nitrogênio (NO2) e o monóxido de carbono (CO) os mais associados a internações por IAM.1,4-16

Um dos poluentes, ainda pouco estudado, é o monóxido de carbono liberado no ambiente por fontes naturais (atividade vulcânica, descargas elétricas e emissão de gás natural) e como produto da combustão incompleta de combustíveis fósseis, sistemas de aquecimento, usinas termelétricas a carvão, queima de biomassa e tabaco, sua importância reside na ligação 240 vezes maior com a hemoglobina do que o oxigênio.

Outra evidência epidemiológica que vem crescendo em diferentes estudos é a categorização por gêneros. Muitos estudos apontam efeitos mais evidentes em mulheres do que em homens, mas a literatura ainda é inconsistente no que diz respeito a isso. Assim como o desfecho internação, há também evidências de maior mortalidade, em mulheres, para intervenções coronarianas percutâneas.5

Vários estudos em áreas como EUA, Canadá e Europa demonstraram diferenças de gênero, variando de acordo com a idade, na mortalidade por IAM e um maior risco de morte em mulheres mais jovens comparadas a seus homólogos masculinos e também efeitos diferentes nos riscos por internação devido a doenças respiratórias.6,17

Este estudo tem por objetivo estimar a associação entre exposição a poluentes do ar e internações por IAM (em maiores de 50 anos), categorizadas por gêneros, entre o período de 01 de janeiro de 2012 e 31 de dezembro de 2013, na cidade de São José dos Campos -SP.

 Métodos

Trata-se de estudo ecológico de séries temporais com dados relativos a internações por IAM (Cid-10 de J20.0 a J24.0) em sujeitos de ambos os sexos, com mais de 50 anos de idade, residentes em São José dos Campos, SP. O período de estudo foi entre 01 de janeiro de 2012 e 31 de dezembro de 2013. Esses dados de internação foram obtidos do portal do DATASUS.3 Todas as ações realizadas durante o período de internação devem ser notificadas ao Sistema Único de Saúde (SUS) por meio do preenchimento da Autorização de Internação Hospitalar (AIH), que por sua vez é registrada, arquivada e os pagamentos dos procedimentos são efetuados pelo SUS aos devidos prestadores de serviço; dentre as variáveis obtidas neste portal, foram utilizadas aquelas relativas ao sexo do paciente, idade (em anos) e diagnóstico principal.

Local de estudo

São José dos Campos é um município brasileiro localizado no interior do estado de São Paulo, na mesorregião do Vale do Paraíba Paulista, distante 84 km a leste da Capital do Estado. Abriga uma população de cerca de 650 mil habitantes. Conta com uma frota veicular de aproximadamente 360 mil veículos; o município é cortado pela Via Dutra por onde passam cerca de 130 mil veículos por dia sendo a maioria de veículos pesados (ônibus e caminhões). Importante centro econômico com empresas na área de tecnologia, centros de ensino e pesquisa. Sua localização geográfica é 23°11' S e longitude 45°53'W.

Os poluentes estudados foram o PM10, SO2, O3, NO2 (µg/m3) e CO (ppb), sendo que os valores de PM10, SO2, NO2 e CO foram quantificados pelas médias diárias, e para o O3 o valor máximo de 8 horas. Tais valores foram quantificados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB)18 que conta com uma estação medidora em São José dos Campos, além das informações sobre temperaturas mínima, média e máxima, umidade relativa do ar, sazonalidade e dias da semana. De tais informações, foram utilizadas a temperatura mínima e umidade média relativa do ar.

A internação é um evento de contagem, discreto, sendo indicada a Regressão de Poisson para estimar os riscos relativos das exposições no desfecho - internação. Foi construído um banco de dados com os dados diários de internação, para cada poluente e variável climática, sendo consideradas defasagens de zero a 5 dias porque os efeitos da exposição aos poluentes podem ser evidenciados não só no mesmo dia como, também, em dias posteriores. Assim sendo, foi escolhido um modelo linear generalizado da regressão de Poisson (MLG). Foram construídos modelos com um poluente isolado e com os quatro poluentes simultaneamente, ajustados pela temperatura mínima, umidade relativa do ar, sazonalidade e dias da semana. As análises foram realizadas considerando sexo feminino, sexo masculino e ambos os sexos para identificar possíveis diferenças nos riscos relativos para internação por infarto, segundo estes estratos. Foram obtidos os valores da correlação de Pearson entre as variáveis independentes e apresentados em tabela.

Para a análise, foi utilizado o programa Stata V10. Os coeficientes fornecidos pela regressão de Poisson foram transformados em riscos relativos (RR) com os respectivos intervalos de confiança de 95%. No caso de associação significativa entre exposição a determinado poluente e internação foram considerados os aumentos (AUM-RR) de 300 ppb para CO e 2 µg/m3 para o SO2 expresso em pontos percentuais, de acordo com a expressão AUM-RR (%) = (exp((coef ) * AUM) -1)*100 em que coef é o valor numérico do coeficiente fornecido pela regressão de Poisson e AUM são os valores acima considerados para o CO e SO2. As variáveis foram apresentadas com os valores de suas médias e respectivos desvios padrão em uma tabela.

Por se tratar de estudo ecológico com dados disponibilizados na rede e de acesso público, além da impossibilidade de se identificar o sujeito objeto da análise, foi dispensado o parecer do Comitê de Ética. O nível de significância adotado foi alfa = 5%.

 Resultados

Foram internados, por doenças isquêmicas do coração, 1837 indivíduos, sendo 636 mulheres (34,6%) e 1201 homens (65,4%). As concentrações médias dos poluentes (µg/m3), desvios padrão, mínimo e máximo estão na tabela 1.

Análise descritiva das variáveis do estudo: Média, desvio padrão (dp), valores mínimos e máximos (Min – Max). São José dos Campos-BR, 2012-2013
Variáveis Média (dp) Min – Max
Internações 2,5 (1,8) 0,0 -- 9,0
PM10 (µg/m3) 22,6 (10,5) 6,0 -- 81,0
O3 (µg/m3) 74,1 (34,4) 1,0 -- 213,0
CO (ppb) 883 (459) 200 -- 3400
SO2 (µg/m3) 2,7 (2,3) 0,0 -- 29,0
NO2 (µg/m3) 48,2 (17,7) 11,0 -- 112,0
Umidade % 57,4 (16,4) 24,0 -- 99,0
Temperatura mínima ºC 15,6 (3,5) 4,4 -- 21,9

A tabela 2 apresenta a matriz de correlação entre as variáveis de estudo (poluentes ambientais, variáveis climáticas e número de internações) para ambos os sexos. Observaram-se fortes correlações entre os poluentes, exceto entre o O3 e o CO.

Matriz correlação de Pearson entre as variáveis atmosféricas, para ambos os sexos. São José dos Campos, São Paulo, 2012/2013
Temp. min# UR PM10 SO2 CO O3 NO2
Temp min 1
UR 0,143** 1
PM10 -0,308** -0,329** 1
SO2 -0,058 -0,084* 0,167** 1
CO -0,288** 0,001 0,360** 0,099* 1
O3 0,197** -0,480** 0,149** 0,220** 0,037 1
NO2 -0,410** -0,169** 0,517** 0,128** 0,358** 0,171** 1

Temp min: temperatura mínima UR: umidade relativa do ar.

valor de p < 0,05

valor de p < 0,01

A exposição aos poluentes, considerando aumento em suas concentrações de 300 ppb, mostrou-se associada ao CO em ambos os sexos nos lags 1 (RR = 1,05) e 5 (RR = 1,07), no sexo feminino nos lags 0 (RR=1,09), 1 (RR = 1,08) e 5 (RR = 1,10) e no sexo masculino nos lags 3 (RR = 1,06) e 5 (RR = 1,05). Para o SO2 os efeitos foram observados no lag 0 (RR = 1,06) para ambos os sexos, lags 0 (RR = 1,10) e 3 (RR = 1,09) para o sexo feminino, para o sexo masculino não foram identificadas exposições com significância estatística.

A partir dos valores obtidos pelo modelo linear generalizado e seus desvios padrão, foi calculado o intervalo de confiança para o risco relativo para internação por IAM.

Com um aumento de 300 ppb para o CO, os riscos relativos e respectivos intervalos de confiança (IC 95%) estão na figura 1 para ambos os gêneros, levando a um aumento de 10 pontos percentuais para o sexo feminino e até 7 pontos percentuais quando analisados ambos os sexos. No caso do SO2, como demostrado na figura 2, o aumento de 2,0 µg/m3 implicou um aumento de até 5 pontos percentuais para ambos os gêneros, até 10 pp para o sexo feminino, para o sexo masculino, no entanto, não foi significativo.

Risco Relativo para a exposição ao CO de acordo com lag 0 a lag 5 para sexo masculino (M), sexo feminino (F) e ambos os sexos (B). São José dos Campos. 2012-2013.

Risco Relativo para a exposição ao SO<sub>2</sub> de acordo com lag 0 a lag 5 para sexo masculino (M), sexo feminino (F) e ambos os sexos (B). São José dos Campos. 2012-2013

Discussão

Este estudo, até onde é de nosso conhecimento, é o primeiro a fazer análise de exposição estratificada por sexo; identificou a importância dessa exposição ao CO e SO2 na gênese das internações por doenças isquêmicas do coração, em indivíduos com mais de 50 anos, na cidade de São José dos Campos de forma diferente em homens e mulheres. Para o CO, os efeitos foram evidentes 1 e cinco dias após a exposição, quando analisados ambos os sexos; estratificando as internações por gênero, ocorreram no mesmo dia, um e cinco dias após a exposição para o sexo feminino e 3 e 5 dias para o masculino. Já para o SO2, os efeitos foram evidentes no lag 0 para ambos os sexos, lag 0 e 3 para o sexo feminino, não havendo significância estatística para o sexo masculino.

Por se tratar de um modelo multipoluente, outros poluentes foram analisados, porém não foi encontrada associação para tais.

A categorização por gênero vem sendo abordada em diversos estudos, demonstrando significância epidemiológica, porém ainda não existem estudos com explicação biológica para o devido fato.

Segundo Clougherty,17 muitos estudos sugerem que a resposta à exposição aos poluentes do ar difere para homens e mulheres ou meninas e meninos. A explicação, no entanto, ainda permanece pouco elucidada, enquanto modificações são observadas como um resultado de diferenças biológicas ligadas ao sexo (por exemplo, hormônios e tamanho corporal) ou diferenças de gêneros em padrões de atividades, coexposição ou acurácia na quantificação da exposição. E muitas modificações consistem na modificação desses dois fatores (padrão de exposição e resposta biológica).

Associação entre exposição ao SO2 e DCV, em especial óbitos por acidente vascular cerebral, foi demonstrada em São José dos Campos, associada aos poluentes ozônio e material particulado, em sujeitos com idade superior a 50 anos; as concentrações de SO2 eram da ordem de 4 µg/m3.7 Em um estudo em São Paulo, a exposição ao SO2 esteve associada às internações por doenças circulatórias e isquêmicas do coração,1 e os efeitos foram semelhantes à exposição ao CO, mas em maior intensidade. Sunyer et al.8 também mostraram a associação entre exposição ao SO2 e internações por DCV em sete cidades europeias; as concentrações desse poluente eram entre 5 e 21 µg/m3, e aumentos de 10 µg/m3, nessas concentrações, implicavam aumentos significativos entre 0,7% e 1,2% no número de internações por DCV, mais notadamente por doenças isquêmicas do coração. Atkinson et al.9 mostraram o efeito significativo da exposição ao SO2 isoladamente e ajustado por sexo, idade, tabagismo, IMC e comorbidades como diabetes e hipertensão arterial nas internações por IAM, acidente vascular cerebral, arritmias e falência cardíaca.

Exposição ao SO2 também foi significativa para internação por DCV segundo presença ou não de diabetes.10 Nosso estudo mostrou que aumentos da ordem de 2 µg/m3 nas concentrações do SO2, ajustado por concentrações de outros poluentes, implicam aumento significativo no risco para o sexo feminino (RR = 1,10) que contribuiu para o risco significativo quando não estratificado por sexo, isto é, para ambos os sexos (RR = 1,06) porque os efeitos da exposição não foram significativos para o sexo masculino.

No estudo aqui apresentado, a exposição ao CO, em São José dos Campos, também se mostrou significativa para internações por IAM. Tais achados concordam com aqueles encontrados por Gouveia et al.,1 quando as concentrações foram 3240 ppb atingindo um máximo de 12600 ppb, valores muito acima dos observados em São José dos Campos que foram 883 ppb de média e máximo de 3400 ppb. Os riscos observados em São Paulo, segundo um aumento de 1000 ppb nas concentrações do CO foram da ordem de RR = 1,016 e a defasagem mais significante foi a média móvel de 2 dias. Exposição ao CO foi significativa para atendimentos de emergência por DCV com presença ou não de diabetes; essa associação foi mais evidente no mesmo dia da exposição (lag 0) em indivíduos não-diabéticos.10

Em estudo realizado em Chicago, o efeito do CO em hospitalizações por insuficiência cardíaca era dependente da temperatura, com a magnitude do efeito aumentando com a diminuição da temperatura.11 Concentração de monóxido de carbono registrada no dia da admissão exibiu, entre os poluentes, a associação mais forte e mais consistente com as taxas de hospitalização, ajustando, simultaneamente, para temperatura, ponto de orvalho e outros poluentes do ar para uma mudança de 1000 ppb a 3000 ppb, intervalo interquartil e risco relativo foi RR = 1,065 (IC 95% = 1,028-1,104).12

Um estudo desenvolvido na China analisou uma amostra de pacientes com IAM em diversos hospitais chineses em 2001, 2006 e 2011 e demonstrou que a taxa de mortalidade intra-hospitalar foi maior em mulheres do que em homens (17,2% vs 9,1%, p < 0,01; OR 2,07, 95% IC 1,85-2,33). O OR não ajustado para a mortalidade em mulheres, em comparação com o dos homens, era de 2,20 (95% IC 1,59-3,04), 2,21 (95% IC 1,74 para 2,79), 1,37 (95% IC 1.15 para 1.65) e 1,25 (IC 95% 0,97-1,63) para as idades < 60, 60-69, 70-79 e ≥ 80 anos, respectivamente. Após o ajuste para as características do paciente, as características do hospital e ano de estudo, o OR para a mortalidade, comparando mulheres com homens, foi 1,69 (95% IC 1,01 a 2,83), 1,64 (95% IC 1,24 a 2,19), 1,15 (IC de 95% para 0,90 1,46) e 0,82 (95% IC 0,60-1,11) para as idades <60, 60-69, 70-79 e ≥ 80 anos, respectivamente. A interação sexo-idade para mortalidade foi estatisticamente significativa (p = 0,009), mesmo após o ajuste para uma vasta gama de variáveis de confusão, e não variou ao longo do tempo ou em áreas rurais / urbanas.6

As associações entre exposições ao SO2 e CO e internações por IAM coincidem com os achados de Koken et al.13 associando SO2 ao aumento de hospitalização por arritmias cardíacas, e CO significativamente associada a hospitalização por insuficiência cardíaca congestiva. Além disso, encontraram mais internações hospitalares por DCV em homens que em mulheres.

Em estudo realizado em São Paulo, foram encontrados efeitos maiores sobre insuficiência cardíaca congestiva no grupo masculino e sobre as DCV e doença isquêmica do coração no grupo feminino, reforçando a necessidade de estudos adicionais com foco na modificação do efeito da poluição do ar com relação à saúde por sexo.14 Kan et al.15 mostraram que os efeitos da exposição a poluentes do ar, SO2 dentre eles, foram mais evidentes no sexo feminino; risco aumentado de morte por AVC foi encontrado em mulheres idosas seguindo exposição ao PM10.15,16

Por outro lado, Cakmak et al.19 não encontraram associação significativa entre doença cardíaca e poluição do ar influenciada por gênero. Em outro estudo, de acordo com a análise estratificada por gênero, nenhuma associação estatisticamente significativa foi encontrada entre poluentes e mortalidade por DCV em mulheres, e entre os homens, apenas a NO2 foi significativamente associado à mortalidade por DCV.20 Zeka et al.21 identificaram um efeito menor da exposição ao PM10 na mortalidade por DCV em mulheres com idade acima de 60 anos do que em homens da mesma faixa etária, sendo que a explicação possível seria a ação hormonal. Nas mulheres, no período pós-menopausa (idade acima de 60anos), na exposição ao PM10, o risco de mortalidade por doença cardíaca foi cinco vezes maior que nas mulheres no período pré-menopausa, ao passo que em homens nessas faixas etárias, o risco era duas vezes maior no grupo acima de 60 anos.22 Um estudo desenvolvido em Xangai, sobre o papel dos poluentes do ar na mortalidade diária, mostrou que o efeito da exposição ao SO2 e NO2 na mortalidade foi ligeiramente maior nas mulheres que nos homens, sendo que a concentração média de SO2 era da ordem de 45 µg/m3 e a de NO2, 67 µg/m3; o poluente monóxido de carbono não foi incluído neste estudo.15

Chen et al.23 encontraram risco de óbito por doença coronariana (DC), decorrente da exposição ao PM10 e PM2,5, significativamente maior em mulheres que em homens, tanto na análise com um poluente quanto na análise multipoluente; exposição ao SO2 não esteve associada ao óbito por DC. Um motivo para tal achado seria o fato de a deposição do PM10 e PM2,5 ser mais localizada e mais intensa nas mulheres que nos homens; número menor de glóbulos vermelhos nas mulheres poderia torná-las mais sensíveis aos efeitos tóxicos dos poluentes do ar.23

Em estudo com mais de 65 mil mulheres no período pós-menopausa, a exposição ao particulado fino esteve associada à incidência de doença cardiovascular e também ao óbito.

Limitações

Este estudo pode ter limitações; dentre elas podem ser destacadas as próprias de estudos ecológicos; não é possível apontar a causalidade entre exposição e desfecho, senão apontar associações entre as exposições e os desfechos; não é possível identificar se o sujeito que foi internado foi exposto e se o sujeito exposto foi internado; os erros nos diagnósticos registrados no Datasus, levando a subnotificações e sobrenotificações de casos de infarto. No entanto, o Datasus é uma fonte oficial, confiável, muito utilizada em estudos na área de efeitos da exposição a poluentes do ar e adoecimento. Também não foram incluídas as internações por planos de saúde e convênios médicos. Deve-se salientar que o Datasus não contempla informações sobre fatores ou comorbidade associados às doenças isquêmicas do coração como tabagismo, sobrepeso e obesidade, hipercolestoremia e doenças pregressas do aparelho circulatório. As concentrações foram consideradas homogêneas em toda a cidade, e foi assumido que as exposições ocorreram de forma homogênea e as pessoas tinham livre circulação pela cidade.

Não obstante essas limitações, além de apontar os riscos da exposição a poluentes do ar na gênese das internações por infarto do miocárdio em uma cidade de porte médio, a robustez do estudo reside no fato de existirem diferenças nas respostas à exposição aos poluentes de acordo com o sexo e de que análises envolvendo exposição a poluentes do ar e doenças do aparelho circulatórios estratificadas por sexo devem ser adotadas.

 Conclusões

Este estudo revelou, também, que a avaliação do impacto global da poluição do ar na saúde, por meio de estudos de séries temporais, é importante para fortalecer, pelo setor saúde, a implantação da vigilância em saúde ambiental. Seu resultado mostra a estimativa direta do risco de adoecimento da população em função da variação das concentrações dos poluentes atmosféricos. Sugerem-se que medidas preventivas e educativas, utilizando-se dos meios de comunicação, coloquem a população sempre informada sobre as condições ambientais de poluição, bem como os melhores locais de práticas de esportes e lazer.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

 Agradecimentos

Tássia Soldi Tuan agradece à Fundação do Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela bolsa concedida (processo 2014/11656-7).